孫紀三 謝炎 羅宇涵 蔣文濤

肝移植是目前治療各類型終末期肝病的唯一有效方法。術后感染、急慢性排斥反應、膽道狹窄等并發(fā)癥嚴重影響病人手術預后。腸道微生態(tài)包括腸道菌群及菌群生活的環(huán)境，是人體最大的器官，其細菌總數(shù)超過1014，它參與人體免疫、代謝等多項功能。在肝移植人群中，由于肝病本身及肝移植手術的影響，腸道微生態(tài)會發(fā)生改變。這種改變與術后感染、排斥反應等存在著密切聯(lián)系，既可以作為某些并發(fā)癥的敏感標志物預測并發(fā)癥風險，又可以作為治療靶點幫助減少或減輕并發(fā)癥[1]。腸道穩(wěn)態(tài)失調還可造成缺血性膽道并發(fā)癥，它是肝移植術后最嚴重的并發(fā)癥，病情遷延反復，最終可發(fā)展為移植物失功，病人被迫接受二次移植。在肝移植圍術期的管理中，腸道微生態(tài)的作用不可忽視。本文擬從腸道微生態(tài)出發(fā)，分析總結肝移植與腸道微生態(tài)之間的聯(lián)系，為未來肝移植術后腸道微生態(tài)的臨床治療提供參考。

一、肝移植圍手術期腸道微生態(tài)

1.肝臟疾病與腸道微生態(tài)：腸上皮細胞是腸道的免疫基礎，在酒精性肝病(alcoholic liver disease，ALD)人群中，由于長期攝入大量酒精，酒精及其代謝產物可改變腸道菌群結構，破壞腸道屏障功能，導致腸道發(fā)生慢性炎性反應[2]。在動物實驗中，采用酒精誘導的ALD小鼠腸道中厚壁菌屬/擬桿菌屬比值顯著下降[3]。酒精暴露還會促進細菌移位，影響免疫系統(tǒng)對腸-肝循環(huán)體系中有害物質的清除能力。在非酒精性肝病(non-alcoholic liver disease，NAFLD)人群中，肥胖病人腸道菌群與正常人有所不同。動物實驗表明,將高脂飼料組小鼠腸道菌群移植到正常小鼠后，正常小鼠體重明顯增加，說明腸道菌群在代謝相關疾病中發(fā)揮重要作用[4]。肝細胞癌(hepatocellular carcinoma，HCC)的發(fā)生與腸道菌群之間也存在聯(lián)系。腸道菌群的次生產物可以與Toll樣受體結合，引起炎性反應從而促進腫瘤發(fā)生[5]。有研究表明，使用抗生素干擾小鼠腸道菌群，通過消耗腸道共生細菌，阻止初級膽汁酸轉化，上調肝臟中某些初級膽汁酸，進而產生天然殺傷性T細胞的蓄積，可使正常組織免受腫瘤侵犯[6]。Th17細胞能促進部分腫瘤的發(fā)生，腸道菌群與其所分泌的IL-17存在一定關系。有研究表明，通過改變腸道菌群可以下調IL-17，改變腫瘤生長的微環(huán)境，促進腫瘤細胞的凋亡[7]。這些研究都為腸道菌群與腫瘤發(fā)生發(fā)展間的聯(lián)系提供了參考。

2.肝移植手術與腸道微生態(tài)：肝臟70%的血供來自門靜脈，門靜脈血流很大一部分來自結腸。因此，肝臟容易暴露在腸源性抗原刺激之下，它是抵擋腸源性抗原的防線[8]。肝移植手術與腸道菌群失調、移位密切相關。越來越多的動物實驗與臨床試驗結果表明，在肝移植手術前后，實驗動物或臨床病人腸道微生態(tài)結構、腸道菌群數(shù)目均發(fā)生明顯改變。在大鼠原位肝移植模型中，與非手術組相比，實驗組在肝移植術后24小時發(fā)生了明顯的腸道菌群紊亂，表現(xiàn)為腸桿菌和腸球菌數(shù)量增加，乳酸桿菌和雙歧桿菌數(shù)量下降，腸黏膜上皮細胞微絨毛損傷，血漿內毒素水平升高，細菌易位至肝臟、脾臟及腸系膜淋巴結。術后1個月使用變性梯度凝膠電泳(polymerase chain reaction-denaturing gradient gel electrophoresis,PCR-DGGE)法檢測腸道菌群，這些改變仍不能恢復至正常水平[9]。臨床研究中也有類似發(fā)現(xiàn)，移植術后病人糞便中，雙歧桿菌、柔嫩梭菌及乳酸桿菌數(shù)量下降，腸桿菌及腸球菌數(shù)量增加，并隨著手術后時間推移，菌群結構與菌群數(shù)量會逐步緩慢恢復至正常[10]?？傮w來說，肝移植術后腸道微生態(tài)的多樣性會被破壞，造成某些腸道菌群及其分泌物的缺乏，不利于術后恢復。

二、腸道微生態(tài)對肝移植術后恢復的影響

正常的腸道微生態(tài)有利于肝移植病人術后恢復。腸道微生態(tài)失衡則會導致一系列術后并發(fā)癥以及移植肝功能延遲恢復。

1.腸道微生態(tài)與膽道并發(fā)癥：腸道微生態(tài)失衡易引起膽道并發(fā)癥，以缺血性膽道病(ischemic type biliary lesion，ITBL)最為常見。ITBL又稱非吻合口膽道狹窄，是肝移植術后最嚴重的并發(fā)癥之一，表現(xiàn)為膽汁淤積和膽道感染，嚴重影響手術預后。病人常需反復住院治療，移植肝功能持續(xù)惡化，部分病人難以避免接受再次移植。研究表明，缺血再灌注損傷、免疫因素和膽汁酸均與ITBL的發(fā)生有關，而腸道微生態(tài)與這三者均存在聯(lián)系。腸道微生態(tài)與膽汁酸之間存在“腸-肝軸”的關系。一方面，腸道菌群可以調節(jié)膽汁酸代謝穩(wěn)態(tài)；另一方面，膽汁酸也可以影響腸道微生態(tài)構成。初級膽汁酸進入腸道后，需要在腸道多種細菌分泌的酶的作用下解離、脫羥基、異構化、氧化來增加膽汁酸的親水性，使其不會通過疏水的腸道上皮丟失。同時，初級膽汁酸向次級膽汁酸轉化過程所需要的7α-脫羥基酶也由腸道細菌分泌產生[11]。一項臨床橫斷面研究發(fā)現(xiàn)，肝硬化病人的初級膽汁酸水平和腸桿菌數(shù)量均顯著增加，而產生7α-脫羥基的細菌均減少[12]?？傊?，腸道微生態(tài)與膽汁酸之間存在相互作用，腸道菌群失調可影響正常膽汁酸代謝過程，膽汁酸代謝紊亂也會反過來導致腸道微生態(tài)失衡，而腸道菌群改變是導致ITBL的重要因素。

2.腸道微生態(tài)與術后感染：肝移植圍手術期腸道微生態(tài)發(fā)生變化，可導致腸道菌群多樣性下降，失去其正常屏障功能，一些本不該出現(xiàn)的腸道菌群大量繁殖，增加了移植術后病人的感染風險。一項回顧性臨床研究顯示，通過比較分析肝移植病人術前和術后1個月內腸道菌群變化，發(fā)現(xiàn)腸道菌群多樣性降低與術后感染并發(fā)癥密切相關[13]。PCR-DGGE檢測病人糞便發(fā)現(xiàn)，術后住院時間較短的病人的腸道菌群僅有輕微變化。此外，在2例術后腹腔感染的病人糞便中還發(fā)現(xiàn)了齒雙歧桿菌，這是一種主要存在于口腔的定植菌，只有在病理狀態(tài)下才會在腸道中出現(xiàn)。肝移植手術會造成腸道菌群移位。一項研究通過脈沖場凝膠電泳技術(pulsed field gel electrophoresis，PFGE)分析肝移植受者術后15天的腸道菌群發(fā)現(xiàn)，未進行腸道微生態(tài)干預的病人腸道菌群移位發(fā)生率為32%，其中腹腔感染6例，口服乳酸菌和雙歧桿菌治療的干預組腸道菌群移位發(fā)生率為8%，其中腹腔感染1例，可見腸道微生態(tài)與肝移植術后腹腔感染相關，微生態(tài)調節(jié)治療可有效降低感染發(fā)生率[14]。

3.腸道微生態(tài)與免疫排斥：肝移植術后排斥反應與免疫系統(tǒng)密切相關，多由T細胞介導產生。有研究顯示，腸內乳酸菌和雙歧桿菌可以減輕急性排斥反應中的免疫損傷，這可能是由于腸道益生菌對T細胞 、轉化生長因子-β及CD4/CD8比例的影響造成的[15]。還有研究證實腸道菌群能夠促進T細胞分化，調節(jié)自然殺傷T細胞(natural killer T cell，NK-T)和自然殺傷細胞(natural killer cell，NK)的發(fā)育成熟過程，而NK-T細胞、NK細胞均與移植術后的免疫排斥相關[16]。大量研究已證實，肝移植術后病人腸道菌群改變與急性排斥反應的發(fā)生有關。動物實驗中也有類似發(fā)現(xiàn)，發(fā)生急性排斥反應的肝移植大鼠，其腸道菌群特點為擬桿菌屬和瘤胃球菌屬過度增殖，這種改變可能是由血清內毒素水平升高和腸道菌群移位造成的。Ren等[17]研究肝移植大鼠回盲腸內容物后發(fā)現(xiàn)，急性排斥反應發(fā)生時微生物數(shù)量及多樣性均下降，其中厚壁菌門減少，而擬桿菌門增加。肝功能尚正常時急性排斥反應可能已經發(fā)生，此時腸道菌群與急性排斥反應進展期相似，檢測腸道菌群改變可能比肝功能指標能更早地提示急性排斥反應。

4.腸道微生態(tài)與缺血再灌注損傷：腸道微生態(tài)改變還可能與術后腸道和移植肝的缺血再灌注損傷有關。研究發(fā)現(xiàn)，小鼠腸道細菌能通過釋放一系列小分子物質至循環(huán)系統(tǒng)，上調肝竇內皮細胞細胞間黏附分子-1(intercellular cell adhesion molecule-1，ICAM-1)的表達，從而提高離體肝臟對冷保存和缺血再灌注損傷的敏感性[18]。另一項研究表明，在大鼠肝移植前對移植肝進行缺血預處理可以保護受體大鼠的腸道菌群，預處理后肝移植大鼠術后的腸道菌群與未移植大鼠的腸道菌群相似，而直接行肝移植的大鼠腸道菌群會顯著改變，證明了移植肝缺血預處理對正常腸道菌群的保護價值，也證明了腸道菌群與缺血再灌注損傷之間的聯(lián)系[19]。另外，在小鼠研究中發(fā)現(xiàn)，通過限時喂養(yǎng)(time-restricted feeding，TRF)，即每天動物禁食14～16小時，可以在滿足營養(yǎng)的同時通過影響腸道微生態(tài)達到減輕肝缺血再灌注損傷的目的[19]。與正常進食小鼠相比，TRF小鼠的腸道菌群與上皮連接更為緊密，減少了細菌移位，且術后肝功能恢復更迅速。一項臨床研究發(fā)現(xiàn)，在肝移植術后應用利福昔明可以通過調節(jié)腸道菌群來減輕肝缺血再灌注損傷[20]。使用利福昔明的病人術后血清轉氨酶水平恢復更快，術后肝活檢巨噬細胞標志物、中性粒細胞標志物的表達也較低，這些都表明肝缺血再灌注損傷更輕。腸道微生態(tài)的穩(wěn)定可以通過抑制移植物中的炎癥細胞活化而發(fā)揮對肝缺血再灌注損傷的保護功能。

三、 腸道微生態(tài)治療的可行性與展望

腸道微生態(tài)的重要性已經被越來越多的專家學者證實。人們逐漸將腸道微生物作為治療靶點，通過改善肝移植后腸道微生態(tài)失衡，促進腸道環(huán)境恢復正常，將有助于減少和治療術后并發(fā)癥，這類療法統(tǒng)稱為腸道菌群干預。目前，如何通過腸道微生態(tài)治療來促進肝移植術后恢復仍處在探索階段。應用最廣泛的是直接影響腸道菌群的抗生素和益生菌。此外，腸道去污染，術前腸道缺血預處理，糞便菌群移植等方案也有研究報道。

1.抗生素與腸道去污染：在肝移植術后恢復階段，由于手術原因和免疫抑制劑的使用，病人感染的風險較高。選擇性腸道去污染(selective decontamination of digestive tract，SDD)是指應用抗生素殺滅腸道內的機會致病菌，保留腸道原有專性厭氧菌，減少細菌移位和腸源性感染的發(fā)生幾率。早期研究發(fā)現(xiàn)，SDD能夠減少腸道中革蘭陰性需氧菌及假絲酵母菌(念珠菌)的數(shù)量，降低相應感染并發(fā)癥。然而，有研究發(fā)現(xiàn)在革蘭陰性菌被殺滅后，革蘭陽性菌則成為優(yōu)勢菌群，并導致感染發(fā)生。另一后續(xù)研究顯示，SDD不能降低原位肝移植術后感染的發(fā)生率，僅僅改變了感染的分布類型，革蘭陽性球菌感染替代了原來占主導地位的桿菌及假絲酵母菌感染。另外，SDD增加了原有細菌的耐藥性，導致治療感染時需要更大的抗生素使用量，并且延長了住院時間[21]。盡管抗生素治療是肝移植術后不可或缺的一環(huán)，但目前大部分觀點認為，肝移植術后為了減少腸道感染而人為進行SDD并不可取。然而，一項薈萃分析顯示，SDD降低了肝移植后肺炎的發(fā)生率[22]。

2.益生菌與益生元：使用益生菌和益生元來調節(jié)腸道微生態(tài)也是目前較熱門的輔助治療。一般情況下，肝移植術后腸道乳酸菌和雙歧桿菌數(shù)量會減少。在動物實驗中，大鼠肝移植后補充乳酸菌和雙歧桿菌，能夠改善腸道屏障功能并減少細菌移位，促進腸道菌群的恢復，并且乳酸菌和雙歧桿菌可以減輕大鼠在急性排斥反應中的排斥損傷，這可能是由于腸道益生菌對T細胞、轉化生長因子-β及CD4/CD8細胞比例具有調節(jié)作用所致[23]。臨床薈萃分析顯示，肝移植術前或手術當天給予益生菌能夠減少肝移植術后感染發(fā)生率、抗生素使用療程及住院時間[24]。有報道就腸道益生菌的使用做出總結，肝移植術后24小時內開始早期腸內營養(yǎng)，起始鼻飼速度每小時20 ml，聯(lián)合使用乳酸桿菌屬20 mg、雙歧桿菌屬15 mg，每天3次；鼻飼盡早轉換為經口進食，持續(xù)至少14天[25]。但目前國內報道仍較少，該標準僅供參考。

3.缺血預處理(ischemic preconditioning，IPC)：IPC是指在手術前對靶器官進行短暫反復的缺血再灌注處理，在不傷害身體的同時誘導產生保護機制，從而減輕正式手術時器官對缺血再灌注損傷的敏感程度。有研究發(fā)現(xiàn)，在肝移植術前進行IPC可以改善肝移植術后移植物功能，降低ALT、AST水平[26]。經過IPC處理后，術后的腸黏膜超微結構較對照組改善，血清內毒素降低，細菌移位減少，糞便sIgA含量增加，血清TNF-α降低。此外，IPC可以通過增加雙歧桿菌屬，梭狀芽孢桿菌簇來促進腸道微生物結構和數(shù)量的恢復。經PCR-DGGE法證實，IPC增加或保留了腸道微生物的多樣性和豐富度。IPC不僅可以促進移植肝功能恢復和保留腸屏障功能，還可以促進肝移植術后腸道菌群恢復，充分發(fā)揮“腸-肝軸”的正反饋作用。目前該方法在臨床肝移植中報道較少。

4.糞便菌群移植(fecal microbiota transplantation，F(xiàn)MT)：FMT是將正常人的糞便直接移植到病人腸道內，幫助病人快速恢復腸道正常菌群的方法。既往FMT常用于各種腸炎和腸道感染的治療，也取得了一定的效果。如在艱難梭菌感染(clostridium difficile infection，CDI)的治療中，F(xiàn)MT較傳統(tǒng)抗生素治療效果更佳[27]。1次FMT后療效可維持24周，較益生菌更為持久。然而，關于FMT的倫理問題和安全問題一直存在爭議，目前也沒有規(guī)范化的FMT標準。目前FMT在臨床肝移植中尚未見報道。糞便獲取簡便快捷，且具有代替部分抗生素治療的作用，其在腸道菌群治療中的前景不容忽視。

四、小結

隨著PCR-DGGE等技術的發(fā)展，腸道菌群的實時監(jiān)測成為可能，人們開始致力于研究腸道微生態(tài)與各種疾病之間的聯(lián)系。在肝移植領域中，越來越多的研究開始關注病人圍手術期腸道微生態(tài)的變化，并發(fā)現(xiàn)肝病本身和移植手術造成的缺血再灌注損傷都會改變腸道菌群的分布。在圍手術期，腸道菌群狀態(tài)對肝移植術后并發(fā)癥的發(fā)生具有重要影響，它與膽道并發(fā)癥、缺血再灌注損傷、感染、排斥反應等關系密切。腸道菌群及其分泌物在膽汁酸生成的“腸-肝循環(huán)”和免疫調節(jié)中起重要作用。肝移植圍手術期合理使用抗生素、益生菌調節(jié)腸道菌群，維持腸道細菌穩(wěn)態(tài)，可促進腸道微生態(tài)恢復正常，進而預防肝移植術后并發(fā)癥，改善病人預后。在肝移植病人中使用SDD、FMT和IPC治療仍存在爭議。腸道微生態(tài)的研究和應用前景廣闊，期待隨著研究的深入使得腸道微生態(tài)治療成為一種常規(guī)治療手段，改善肝移植病人預后。